原文链接:https://blog.csdn.net/comway_li/article/details/81872663
Batch_Size(批尺寸)是深度学习中的重要参数,本文通过讲解batch_size存在的原因,选取合理的参数值的优缺点,建议设置的大小。
如果数据集比较小,完全可以把整个数据集用来训练,这样有 2 个好处:其一,由全数据集确定的方向能够更好地代表样本总体,从而更准确地朝向极值所在的方向。其二,由于不同权重的梯度值差别巨大,因此选取一个全局的学习率很困难。
对于数据集变得很大的话, 2 个坏处:其一,随着数据集的海量增长和内存限制,电脑内存会爆炸,然而迭代一次所花的时间很长,要很长时间权值才更新一次,所以训练时间就长了。其二,以 Rprop 的方式迭代,会由于各个 Batch 之间的采样差异性,各次梯度修正值相互抵消,无法修正。这才有了后来 RMSProp 的妥协方案。
下图为用整个数据集训练:
下图为采用Mini-batches的效果:
所以如果用batch_size的话,一次迭代的样本数batch_size大小,这样可以加快训练速度。同时收敛的速度也是大大加快,几乎一步就走到了合适的参数范围
一个极端,就是每次只训练一个样本,即 Batch_Size = 1。这就是在线学习(Online Learning)。。使用在线学习,每次修正方向以各自样本的梯度方向修正,横冲直撞,很难以达到收敛。如图所示:
因为如果数据集足够充分,那么用一半(甚至少得多)的数据训练算出来的梯度与用全部数据训练出来的梯度是几乎一样的。
通常是10到100。大小最好是2的n次方,如16,32,64,128
原文链接:https://blog.csdn.net/ycheng_sjtu/article/details/49804041
Batch_Size(批尺寸)是机器学习中一个重要参数,涉及诸多矛盾,下面逐一展开。
Batch 的选择,首先决定的是下降的方向。如果数据集比较小,完全可以采用全数据集 ( Full Batch Learning )的形式,这样做至少有 2 个好处:其一,由全数据集确定的方向能够更好地代表样本总体,从而更准确地朝向极值所在的方向。其二,由于不同权重的梯度值差别巨大,因此选取一个全局的学习率很困难。 Full Batch Learning 可以使用 Rprop 只基于梯度符号并且针对性单独更新各权值。
对于更大的数据集,以上 2 个好处又变成了 2 个坏处:其一,随着数据集的海量增长和内存限制,一次性载入所有的数据进来变得越来越不可行。其二,以 Rprop 的方式迭代,会由于各个 Batch 之间的采样差异性,各次梯度修正值相互抵消,无法修正。这才有了后来 RMSProp 的妥协方案。
所谓另一个极端,就是每次只训练一个样本,即 Batch_Size = 1。这就是在线学习(Online Learning)。线性神经元在均方误差代价函数的错误面是一个抛物面,横截面是椭圆。对于多层神经元、非线性网络,在局部依然近似是抛物面。使用在线学习,每次修正方向以各自样本的梯度方向修正,横冲直撞各自为政,难以达到收敛。如图所示:
当然可以,这就是批梯度下降法(Mini-batches Learning)。因为如果数据集足够充分,那么用一半(甚至少得多)的数据训练算出来的梯度与用全部数据训练出来的梯度是几乎一样的。
这里跑一个 LeNet 在 MNIST 数据集上的效果。MNIST 是一个手写体标准库,我使用的是 Theano 框架。这是一个 Python 的深度学习库。安装方便(几行命令而已),调试简单(自带 Profile),GPU / CPU 通吃,官方教程相当完备,支持模块十分丰富(除了 CNNs,更是支持 RBM / DBN / LSTM / RBM-RNN / SdA / MLPs)。在其上层有 Keras 封装,支持 GRU / JZS1, JZS2, JZS3 等较新结构,支持 Adagrad / Adadelta / RMSprop / Adam 等优化算法。如图所示:
运行结果如上图所示,其中绝对时间做了标幺化处理。运行结果与上文分析相印证:
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